大爆炸宇宙论
http://www.newdu.com 2024/07/06 08:07:54 问道网 佚名 参加讨论
第五十一篇 第三部分 大爆炸宇宙论新解之引言 在《道家哲学和现代物理学基础》的系列文章中，曾以第二十六篇至三十六篇，数万言的篇幅，讨论了大爆炸宇宙论，并对它作了有理有据的八大置疑。 在第三十四篇文章的篇末，还问道：既然道家哲学认为未曾发生过宇宙大爆炸，又怎样解释宇宙红移和宇宙背景辐射呢？ 该文答道：这是一个基本的重大问题，重新解释宇宙红移和宇宙背景辐射是必然的。道家哲学将尝试从新的角度，提供一种自圆其说的、新的解释。现在，这样的时刻已经到来。 “道”物理学的基本原理首次定义时间和空间、首次抛弃惯性、首次引入排斥，在定性描述之后再给以初步的定量描述，是向物理学领域吹去的第一阵新风。 解释飞碟之秘是“道”物理学首次联系实际问题，在定性描述之后再给以初步的定量描述，是向物理学领域吹去的第二阵新风。 “道”物理学对大爆炸宇宙论的新解释，将是“道”物理学第二次联系实际的运用，是“道”物理学向物理学领域吹去第三阵新风。 新的诠释象过去一样，并没有复杂高深的数学，最主要的仍然是观念的转变。希望能受到读者们的欢迎和关注。 第五十二篇 大爆炸宇宙论概况 在进行新解释之前，需将复杂的大爆炸宇宙论浓缩为三篇短文（每篇一千字左右）,简明扼要地告知业余时间不多的读者，使之能知其全貌。本篇是之一。 大爆炸宇宙论是继亚理斯多德的地球中心宇宙论、哥白尼的太阳中心宇宙论、牛顿的宇宙中心论、爱因斯坦的稳态、无边、有限宇宙论、弗利德曼的非稳态膨胀宇宙论之后，由承认弗利德曼数学描述的比利时物理学家梅特勒在进行物理诠释时，首先提出来的。 自梅特勒大胆新奇的思路祘起，大爆炸宇宙论不断有大批著名的跟随者： 他们主要是，伽莫夫（美国，1954）、利弗席兹和哈拉尼科夫（前苏联，1963）、彭罗斯和霍金（英国，1970）、古思（美国，1980）等等著名科学家，他们使大爆炸宇宙论的物理——数学模型不断修正并完善。 就这样，以弗利德曼数学描述为基础的梅特勒大爆炸宇宙论得到愈来愈多的承认，经多年的研究而定型，科学家们的结论性意见是： 模式1）永远膨胀的开放式无限宇宙（时空曲率K<0），可能性很小。 模式2）平直静态式无限宇宙（时空曲率K=0）不可能，因广义相对论说时空是弯曲的。 模式3）膨胀—收缩—膨胀……的震荡宇宙（时空曲率k>0），可修正为： 爆炸（宇宙第一极）—膨胀—收缩—爆炸（宇宙第二极）—膨胀……如此循环，可能性最大。 有许多科学家为模式3）循环爆炸的震荡宇宙，奉献了毕生的精力，完成了大爆炸宇宙论完整的物理/数学描述。从爆炸之初的宇宙大原子描述到150亿年后的今天，乃至以后。 第五十三篇 大爆炸宇宙论的主要论点 大爆炸宇宙论的主要论点如下： 1、大约在150亿年前，宇宙曾收缩到宇宙的一极，形成一个宇宙大原子。 2、该宇宙大原子随即发生0→10ˉ44 秒（卜朗克时间）和温度为1032度K（卜朗克温度）的大爆炸。 3、之后，在约一百秒钟内，以近于光速膨胀的宇宙要完成从强子、轻子、中微子、电子、中子、光子等微观基本粒子和核子的发生和演化，并产生氘、氦等简单元素，宇宙温度降低到109K （十亿度K）。 4、然后再用一百万年的时间，其间发生进一步的合成和演化，产生我们现代概念的物质——原子、分子和它们聚集的微粒，温度则降至103K（一千度K），形成了继续高速膨胀的最初的物质云。由于宇宙以极高的速度乃至接近光速进行大膨胀，所以有可观测的明显的宇宙红移现象发生。 5、大爆炸宇宙论是非稳态的爆炸膨胀宇宙论，宇宙是没有稳定期的。该理论认为，处于极高速膨胀状态的物质云，能够实现各级天体和各级生命的创生、相互作用、演化和进化。 6、将来，宇宙还会有向宇宙另一极的大收缩阶段，届时将有宇宙紫移现象发生。 7、在宇宙的另一极，宇宙将再次收缩为宇宙大原子，然后再次大爆炸，如此循环震荡。震荡式宇宙（时空曲率k>0）是一种有限宇宙，所以又叫闭合式宇宙。这种宇宙论沿袭多年来的习惯，都称为大爆炸宇宙论，笔者也依此例了。 第五十四篇 大爆炸宇宙论之验证 大爆炸宇宙论还得到宇宙红移和宇宙背景辐射两项天文观测的支持。 1、宇宙红移的发现 1929年，美国天文学家哈勃通过多年的天文观测，发现了星系光譜频率降低的红移现象，哈勃总结出来的宇宙红移的经验定律，后来称为哈勃定律，表述如下： 宇宙星系的红移正比于该星系与我们银河系中心的距离。 数学公式为， B=HD/C （20） 式中，红移量 B=（λ—λ。）/λ。，λ。为无红移时的波长，λ为有红移时 的波长。H为哈勃常数，由观测确定。D为河外星系与银核的距离，C为光速。 2、对宇宙红移的爆炸解释 在哈勃之后，哈勃定律描述的红移现象被认为是：宇宙大爆炸造成宇宙的不断膨胀，使星系以高速V退行，造成光的多普勒频移而使光频降低， 于是有 V=BC （21） 于是，哈勃定律被改写为 V=HD （22） 上述公式解释为：河外星系因宇宙爆炸而高速退行的速度V与距离D成正比。 3、宇宙背景辐射的发现 1965年，天文观测上再次取得出乎预料的巨大成就，宇宙背景辐射的发现是继宇宙红移之后最伟大的天文发现。当年，美国物理学家彭其亚斯和威尔逊发现了宇宙背景辐射，就是说：不管把天线对准天空的哪一个方向，都能检测到近2.7°K左右的宇宙背景辐射。 1992年美国发射了名为“宇宙背景辐射探险者”的卫星，精确地查明该辐射非常均匀，起伏仅十万分之一。其辐射的波长（频率）有一个带宽，最大辐射强度在波长1.1mm处。宇宙背景辐射与空腔壁温度保持在2.7°K的黑体辐射相同，意味着，整个宇宙相当于一个黑体空腔。 支持大爆炸宇宙论的科学家们为这些结果雀跃欢呼，认为2.7°K正是宇宙大爆炸残留下来的弥漫于宇宙空间的灰烬所形成，从而使大爆炸宇宙论得到更多的支持，并巩固了其统治地位。 有关大爆炸宇宙论的基本情况就如实地介绍到此，目的是使读者了解该理论的发生、发展、定型及验证，能够与笔者实现交流，共同去发现一种新的诠释。 (转载自张天健_560） (责任编辑：admin) |